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Updated: May 10, 2025
10:09
Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System
Published on: October 1, 2019
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在CFRP复合材料的AWSJ加工中基于ANN和机器学习的MRR预测
K Ramesha1, N Santhosh2, B A Praveena3
1Department of Mechanical and Automobile Engineering, School of Engineering and Technology, CHRIST (Deemed to be University), Bangalore, 560 074, India.
Scientific reports
|April 23, 2025
概括
磨砂式水悬浮喷射 (AWSJ) 机械加工改善了碳纤维复合材料的加工. 沉浸式切割提高了精度,减少了粗度,并通过机器学习优化了用于航空航天和汽车应用的参数.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 制造过程 制造过程 制造过程
- 复合材料加工 复合材料加工
背景情况:
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合材料由于其异性质和磨蚀性质而存在加工挑战.
- 研究非传统的加工方法,以克服CFRP传统技术的局限性.
- 磨砂式水悬浮喷射 (AWSJ) 加工为高精度CFRP加工提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 研究碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合材料的磨料水悬浮喷射 (AWSJ) 加工的有效性.
- 分析关键工艺参数 (磨料大小,料速率,停滞距离) 对浸水条件下的材料去除速率 (MRR),隙宽度和表面粗度的影响.
- 使用先进的计算技术优化加工参数,以实现成本效益高,高精度的CFRP加工.
主要方法:
- 在潜水切割条件下对CFRP复合材料的AWSJ加工进行实验调查.
- 分析工艺参数,包括磨料尺寸,料速度和停滞距离 (SOD).
- 响应表面方法 (RSM),随机森林 (RF),极端梯度增强 (XGBoost) 和人工神经网络 (ANN) 的应用,用于参数优化和预测建模.
主要成果:
- 潜水AWSJ加工显著提高了表面质量,减少了粗性,并确保了均的隙宽度.
- 在水下条件下增加的喷气直径提高了喷嘴的稳定性,导致更光滑,更精确的切割.
- XGBoost模型在预测MRR方面表现出卓越的准确性,RF和ANN也表现出具有竞争力的性能. 优化的参数带来了提高加工效率.
结论:
- 特别是在水下条件下,AWSJ加工是高精度CFRP加工的有效方法.
- 整合RSM和机器学习 (ML) 技术使得AWSJ参数对CFRP的强大优化成为可能.
- 这些发现对于航空航天和汽车行业具有高度相关性,这些行业要求高效和精确的复合材料加工.
